![Zahlavi](/export/system/modules/cz.nelasoft.opencms.avcr/resources/img/content-image/default.jpg_1987258066.jpg)
Termití kamikadze chrání kolonii pomocí zvláštního enzymu
27. 08. 2024
Vědci z Ústavu organické chemie a biochemie AV ČR, ve spolupráci s Fakultou tropického zemědělství České zemědělské univerzity v Praze, luští záhadu ze života termitů. V koloniích druhu Neocapritermes taracua totiž funguje unikátní druh obrany, kterou obstarávají termití dělníci na sklonku života. V případě napadení se obětují a odstartují explozivní chemickou reakci, jejímž výsledkem je toxická kapalina, která znehybní a otráví jejich protivníka. Jana Škerlová a její kolegové z vědecké skupiny Pavlíny Maloy Řezáčové dokázali podrobně popsat, jak tajemný enzym, který nosí termiti na zádech, funguje. Článek uveřejnil vědecký časopis Structure.
Druh termitů Neocapritermes taracua vyvinul v hmyzí říši ojedinělý obranný mechanismus. Klíčovou roli v něm hrají dosluhující termití dělníci. Ve speciálních kapsách na zádech postupně shromažďují jeden konkrétní enzym, modrou lakázu BP76. Když se hnízdo ocitne v ohrožení, starší jedinci tento ‚batoh‘ roztrhnou. Enzym se pak téměř okamžitě smísí s další, do té doby poměrně neškodnou látkou uloženou v těle termitů a vznikne lepkavá kapalina obsahující vysoce jedovaté benzochinony. Tím termití kamikadze zahubí sebe, ale zároveň znehybní či zabijí i útočníka.
Skutečnou vědeckou hádankou bylo, jak je možné, že tento potenciálně výbušný enzym zůstává aktivní v pevném skupenství na zádech hmyzu. S pomocí rentgenové krystalografie vyřešili rébus lidé z vědecké skupiny Strukturní biologie v ÚOCHB. Janu Škerlovou zaujalo, že zmíněná modrá lakáza má neobvykle silnou vazbu spojující dvě aminokyseliny neboli stavební kameny bílkovin poblíž aktivního místa enzymu, kde se váže a reaguje cílová molekula. Vědkyně vysvětluje: „Vyřešení trojrozměrné struktury lakázy BP76 odhalilo, že tento enzym využívá celou řadu stabilizačních strategií, kterým vděčí za to, že je nejen velmi odolný, ale také plně funkční i v náročných podmínkách panujících v tropických deštných pralesích.“ Díky unikátní struktuře zůstává lakáza BP76 nejen neporušená, ale také aktivní, i když spočívá na zádech termita po celou dobu jeho života. To je klíčové pro roli enzymu v obranném mechanismu, protože v případě útoku na kolonii musí být reakce okamžitá.
Se sebevražedným nákladem můžou termiti druhu Neocapritermes taracua prožít celý život. Když jsou jedinci mladí a dokážou pro svou kolonii vykonat hodně práce, mají enzymu v zadních kapsách jen velmi málo. Modrý ‚batoh‘, v němž se hromadí výbušný materiál, postupem času mohutní, zatímco hmyzu naopak ubývají síly. Poslední službou termitišti je tak jejich schopnost obětovat se pro dobro hnízda.
Fakt, že termit Neocapritermes taracua disponuje pevnými balíčky účinného enzymu zastrčenými do kapes v jeho pláštěnce, které v případě nouze neváhá použít jako zbraň, pozorovali badatelé poprvé před lety ve Francouzské Guayaně. Taky tento výzkum, který publikoval časopis Science, nese pečeť ÚOCHB. Podílel se na něm profesor Jan Šobotník, který spolupracoval také na současné studii, i když aktuálně působí na Fakultě tropického zemědělství ČZU.
„Náš objev je výbornou ukázkou nezastupitelné role strukturní biologie. Podobně jako povědomí o jednotlivých součástkách nám osvětlí funkci nějakého přístroje, tak znalost trojrozměrné struktury, tedy polohy jednotlivých atomů, nám pomůže pochopit biologický děj. V tomto případě se jedná o unikátní obranný mechanismus termitů,“ zdůrazňuje vedoucí laboratoře, z níž výzkum pochází, Pavlína Řezáčová.
Publikace:
Skerlova, J.; Brynda, J.; Sobotnik, J.; Zakopcanik, M.; Bourguignon, T.; Sillam-Dussès, D.; Rezacova, P. Crystal structure of blue laccase BP76, a unique termite suicidal defense weapon. Structure 2024
https://doi.org/10.1016/j.str.2024.07.015
Kontakt:
Veronika Sedláčková
ÚOCHB – Komunikace
veronika.sedlackova@uochb.cas.cz
+420 602 160 135
Přečtěte si také
- Lipno a Orlík v obrazech: putovní výstava již podruhé
- Největší festival starověkých dějin začíná v pátek v Mušově u Pasohlávek
- Objev českých vědců píše novou kapitolu učebnic elektrochemie
- Silné zimní blesky spustily dlouhotrvající hvízdání v okolí Země
- Tomáš Čižmár převzal významné evropské ocenění v oboru mikroskopie
- Meziplanetární sonda JUICE úspěšně navštívila Zemi, pomohl jí nevídaný manévr
- Záludnosti myšlení poodhalí mezinárodní konference filozofie jazyka a mysli
- Nové molekuly snižují chuť k jídlu a chrání mozek před Alzheimerovou chorobou
- Vědci zahájí rozsáhlý průzkum ryb lipenské nádrže
- Čirok umí produkovat „superpyl“. Může pomoci k odolnějším plodinám
Humanitní a filologické vědy
Vědecká pracoviště
- Etnologický ústav AV ČR
Filosofický ústav AV ČR
Orientální ústav AV ČR
Slovanský ústav AV ČR
Ústav pro českou literaturu AV ČR
Ústav pro jazyk český AV ČR
Výzkumné projekty ústavů této sekce mají rovněž význam pro celonárodní kulturu a vzdělanost. V literární vědě je třeba nově zpracovat poválečné období české literatury, včetně literatury nezávislé. Naproti tomu klasická studia se soustřeďují na latinské písemnictví v našich zemích a na soupis našich literárních památek do r. 1800. Jazykověda se orientuje na výzkum národního jazyka a jeho historického vývoje v jeho spisovné i nespisovné podobě. Pozornost filozofie je upřena ke studiu filozofických směrů 20. století - k fenomenologii, filozofii existence, ale i k analytické filozofii a teorii vědy - stejně jako k odkazu myslitelů jako J. A. Komenský či J. Patočka. Literatura a jazyky slovanských zemí jsou předmětem naší slavistiky. Orientalistika, která má u nás dlouhou tradici, se věnuje studiu orientálních jazyků, dějinám a kultuře Předního východu, Indie, Číny a arabského světa. Etnografie a folkloristika se vedle tradičních témat hmotné a duchovní lidové kultury zabývá i aktuálními problémy etnických studií emigrace a reemigrace i adaptací jiných etnik v českém prostředí. Rovněž výzkum české hudební kultury je příspěvkem této sekce k poznání a ochraně našeho kulturního dědictví. Sekce zahrnuje 6 ústavů s přibližně 360 zaměstnanci, z nichž je asi 250 vědeckých pracovníků s vysokoškolským vzděláním.